جواب فعالیت های فصل ۱۳ علوم هشتم؛ هوازدگی – صفحه ۱۱۵ تا ۱۲۰

پاسخ: اگر سنگ‌ها خرد و هوازده نمی‌شدند، تشکیل خاک بسیار محدود می‌شد. بدون خاک، بیشتر گیاهان نمی‌توانستند در سطح زمین رشد کنند و در نتیجه زندگی بسیاری از جانوران و انسان‌ها نیز با مشکل جدی روبه‌رو می‌شد.

خاک محیط رشد گیاهان، محل زندگی بسیاری از جانداران و یکی از پایه‌های اصلی کشاورزی و تولید مواد غذایی است؛ بنابراین زندگی بیشتر جانداران خشکی‌زی بدون وجود خاک بسیار دشوار یا غیرممکن می‌شد.

پاسخ: سنگ‌ها در اثر فرایندی به نام هوازدگی به‌تدریج خرد یا دچار تغییر می‌شوند. عواملی مانند یخ زدن آب در شکاف‌ها، تغییر دما، جریان آب، باد، رشد ریشه گیاهان، فعالیت جانوران و واکنش‌های شیمیایی می‌توانند در هوازدگی سنگ‌ها نقش داشته باشند.

پاسخ بر اساس تصویر کتاب: کوه پیر (الف) مدت بیشتری در معرض عوامل هوازدگی و فرسایش قرار گرفته است؛ بنابراین مقدار فرسایش آن بیشتر است و ارتفاع کمتر و شکل ملایم‌تر و گردتری دارد.

کوه جوان (ب) مدت کمتری تحت تأثیر فرسایش بوده است؛ بنابراین ارتفاع بیشتری دارد و دامنه‌ها و قله‌های آن ناهموارتر و پرشیب‌تر هستند.

داخل یک بطری کوچک یک بار مصرف، مقدار معینی آب بریزید و آن را داخل فریزر قرار دهید تا آب داخل آن یخ بزند؛ سپس حجم یخ داخل بطری را مشخص کنید و به پرسش‌های زیر پاسخ دهید.

۱ــ حجم یخ داخل بطری را با حجم آب اولیه مقایسه کنید.
۲ــ مقدار تغییر حجم آن را مشخص کنید.
۳ــ به‌نظر شما یخ زدن آب در طبیعت چگونه باعث خرد شدن سنگ‌ها می‌شود؟

پاسخ ۱: حجم یخ بیشتر از حجم آب اولیه است؛ زیرا آب هنگام یخ زدن افزایش حجم پیدا می‌کند.

پاسخ ۲: مقدار دقیق تغییر حجم را باید با علامت‌گذاری و اندازه‌گیری در همان آزمایش مشخص کرد. از نظر علمی آب هنگام یخ زدن تقریباً ۹ درصد افزایش حجم پیدا می‌کند.

پاسخ ۳: آب وارد درزها و شکاف‌های سنگ می‌شود. هنگامی که هوا سرد شود، آب یخ می‌زند و حجم آن افزایش پیدا می‌کند. یخ به دیواره شکاف‌ها فشار وارد می‌کند. تکرار عمل یخ زدن و ذوب شدن به‌تدریج شکاف را بزرگ‌تر می‌کند و سرانجام باعث خرد شدن سنگ می‌شود.

نتیجه: یخ زدن آب در شکاف سنگ، بدون تغییر ترکیب شیمیایی سنگ باعث خرد شدن آن می‌شود؛ بنابراین نمونه‌ای از هوازدگی فیزیکی است.

پاسخ: از عوامل ایجاد هوازدگی فیزیکی می‌توان به یخ زدن آب در شکاف سنگ‌ها، تغییرات دما، برخورد قطعات سنگ با یکدیگر، وزش باد و برخورد ذرات حمل‌شده با سنگ، رشد ریشه گیاهان و فعالیت بعضی جانوران اشاره کرد.

پاسخ: قطعات سنگ هنگام حرکت در رودخانه با یکدیگر و با کف و دیواره بستر رودخانه برخورد می‌کنند. در نتیجه به‌تدریج خردتر، کوچک‌تر، صاف‌تر و گردتر می‌شوند و لبه‌های تیز خود را از دست می‌دهند.

پاسخ: هوازدگی فیزیکی است؛ زیرا در اثر یخ زدن و افزایش حجم آب، سنگ شکسته و خرد می‌شود، اما ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نمی‌کند.

پاسخ: بعضی جانوران با حفر لانه، کندن زمین، حرکت در شکاف‌ها و جابه‌جا کردن قطعات سنگ می‌توانند سنگ‌ها را خرد کنند یا شکاف‌های موجود در آنها را بزرگ‌تر کنند.

این فعالیت‌ها همچنین سبب می‌شود آب و هوا آسان‌تر وارد شکاف سنگ‌ها شوند و هوازدگی بیشتری رخ دهد. چون در این حالت سنگ بدون تغییر ترکیب شیمیایی خرد می‌شود، این فرایند نوعی هوازدگی فیزیکی است.

پاسخ: باد می‌تواند ذرات ریز مانند ماسه و شن را با خود حمل کند. برخورد مداوم این ذرات با سطح سنگ‌ها باعث سایش، تراشیده شدن و خرد شدن تدریجی سنگ می‌شود.

در این فرایند ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نمی‌کند؛ بنابراین نوعی هوازدگی فیزیکی است.

وسایل و مواد: یک عدد شیشهٔ ساعت، مقداری هیدروکلریک اسید، قطره‌چکان، یک قطعه سنگ آهک، یک قطعه سنگ گرانیت، ذره‌بین

روش اجرا

ــ ابتدا سنگ‌ها را با ذره‌بین مشاهده کنید.

ــ سنگ‌ها را روی شیشهٔ ساعت قرار دهید. روی هر قطعه سنگ به‌وسیلهٔ قطره‌چکان چند قطره اسید (سرکه و یا هیدروکلریک اسید رقیق) بریزید. چه مشاهده می‌کنید. بعد از چند دقیقه سنگ‌ها را با ذره‌بین مشاهده، و بعد از مقایسهٔ آنها با یکدیگر، نتیجه‌گیری کنید.

مشاهده مورد انتظار: پس از ریختن اسید روی سنگ آهک، حباب‌هایی روی سطح آن ایجاد می‌شود و به‌تدریج بخشی از سنگ در اسید حل می‌شود. این حباب‌ها در اثر تولید گاز کربن دی‌اکسید به وجود می‌آیند.

روی سنگ گرانیت در شرایط این آزمایش معمولاً واکنش سریع و آشکاری مانند سنگ آهک مشاهده نمی‌شود.

نتیجه: اسید با مواد آهکی واکنش می‌دهد و ترکیب سنگ را تغییر می‌دهد. بنابراین تغییر سنگ آهک در اثر اسید نمونه‌ای از هوازدگی شیمیایی است.

توجه ایمنی: کار با هیدروکلریک اسید باید فقط با راهنمایی معلم و رعایت نکات ایمنی آزمایشگاه انجام شود و از تماس اسید با پوست و چشم جلوگیری شود.

محاسن هوازدگی:
۱- نقش مهم در تشکیل خاک
۲- آزاد شدن بعضی مواد معدنی مورد نیاز گیاهان از سنگ‌ها
۳- ایجاد ذرات و مواد اولیه‌ای که در تشکیل خاک و رسوبات جدید نقش دارند
۴- کمک به ایجاد برخی شکل‌های طبیعی سطح زمینمعایب هوازدگی:
۱- تخریب و فرسوده شدن نمای سنگی ساختمان‌ها
۲- آسیب دیدن مجسمه‌ها، آثار تاریخی و بناهای سنگی
۳- ضعیف شدن و خرد شدن بعضی صخره‌ها و افزایش احتمال ریزش آنها
۴- فرسوده شدن سنگ‌های به‌کاررفته در جاده‌ها و سازه‌ها

پاسخ بخش دوم: در حالت کلی در استان گیلان شرایط برای هوازدگی و تشکیل خاک بیشتر از بسیاری از مناطق استان کرمان فراهم است؛ زیرا گیلان بارندگی و رطوبت بیشتری دارد و پوشش گیاهی آن نیز فراوان‌تر است.

آب فراوان باعث افزایش هوازدگی شیمیایی می‌شود و ریشه گیاهان و فعالیت جانداران نیز به خرد شدن و تغییر سنگ‌ها کمک می‌کنند. بخش بزرگی از استان کرمان آب‌وهوای خشک‌تری دارد و به همین دلیل هوازدگی شیمیایی و تشکیل خاک در بسیاری از مناطق آن کندتر است.

پاسخ: قطعه سنگ الف، یعنی سنگ زاویه‌دار توسط یخچال حمل شده است.

نهشته‌هایی که یخچال جابه‌جا می‌کند مانند ذراتی که درون یک توده یخ قرار گرفته‌اند، هنگام حمل کمتر با یکدیگر برخورد می‌کنند و بیشتر همراه یخ روی سطح زمین کشیده می‌شوند؛ بنابراین معمولاً لبه‌های زاویه‌دار خود را بیشتر حفظ می‌کنند.

در مقابل، سنگ‌هایی که مدت زیادی توسط رودخانه حمل می‌شوند بارها با یکدیگر و با بستر برخورد می‌کنند و به‌تدریج گردتر و صاف‌تر می‌شوند.

پاسخ: سنگ‌ها و کانی‌های تشکیل‌دهنده آنها به‌طور پیوسته و بسیار آهسته در حال تغییرند. مجموعه فرایندهایی که باعث تبدیل انواع سنگ‌ها به یکدیگر می‌شوند، چرخهٔ سنگ نام دارد.

تبدیل نهشته‌ها به سنگ رسوبی: ذرات حاصل از هوازدگی پس از حمل و رسوب‌گذاری روی هم جمع می‌شوند. این نهشته‌ها پس از گذشت زمان طولانی، در اثر فشردگی و به هم پیوستن ذرات، به سنگ‌های رسوبی تبدیل می‌شوند.

تبدیل سنگ‌ها به سنگ دگرگونی: سنگ‌های آذرین یا رسوبی اگر در داخل زمین تحت تأثیر گرما و فشار قرار گیرند، بدون آنکه ذوب شوند می‌توانند به سنگ‌های دگرگونی تبدیل شوند.

تبدیل سنگ‌ها به ماگما: اگر سنگ‌ها در اعماق زمین به اندازه کافی گرم شوند، ذوب شده و ماگما به وجود می‌آید.

تبدیل ماگما به سنگ آذرین: ماگما با سرد شدن، تبلور و انجماد به سنگ آذرین تبدیل می‌شود. اگر درون زمین سرد شود سنگ آذرین درونی و اگر در سطح زمین سرد شود سنگ آذرین بیرونی ایجاد می‌شود.

شروع دوباره چرخه: هر یک از این سنگ‌ها دوباره می‌توانند در سطح زمین هوازده شوند، ذرات آنها حمل و رسوب‌گذاری شود و چرخه بار دیگر ادامه پیدا کند.

مسیرهای مهم چرخهٔ سنگ:

نکته مهم فصل: هوازدگی به خرد شدن یا تغییر سنگ در محل گفته می‌شود، در حالی که فرسایش شامل جابه‌جایی مواد حاصل از هوازدگی به وسیله عواملی مانند آب، باد، یخچال و نیروی جاذبه است. در هوازدگی فیزیکی ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نمی‌کند؛ اما در هوازدگی شیمیایی ترکیب کانی‌ها و سنگ تغییر می‌کند.

جمع‌بندی فصل سیزدهم علوم هشتم: سنگ‌ها با وجود سختی و استحکام، در طول زمان تحت تأثیر عوامل مختلف تغییر می‌کنند. در هوازدگی فیزیکی سنگ خرد می‌شود ولی ترکیب شیمیایی آن تغییر نمی‌کند؛ یخ زدن آب، تغییر دما، باد، جریان آب، ریشه گیاهان و فعالیت جانوران از عوامل آن هستند. در هوازدگی شیمیایی ترکیب سنگ تغییر می‌کند و آب و مواد اسیدی می‌توانند در آن نقش داشته باشند. ذرات حاصل از هوازدگی توسط آب، باد، یخچال یا جاذبه جابه‌جا می‌شوند که این فرایند فرسایش نام دارد. نهشته‌ها پس از رسوب‌گذاری می‌توانند سنگ‌های رسوبی جدید ایجاد کنند و در چرخه سنگ، سنگ‌های آذرین، رسوبی و دگرگونی طی فرایندهای مختلف به یکدیگر تبدیل می‌شوند.